DE4438143C2 - Method and device for producing foamed plastic parts - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von hohlen, geschäum ten Kunststoffteilen, bei dem Kunststoffrohmasse in eine einen Kern enthal tende und aus zwei Formhälften bestehende Gießform eingefüllt und nach Ablauf einer Reaktionszeit das Fertigteil entnommen wird, wobei mehrere gleichartige Gießformen auf Formenträgern eine Produktionsanlage durch laufen, eine für alle Gießformen gemeinsame Entformungsvorrichtung nach einander mit den Gießformen in Wirkverbindung gebracht und jeweils eine Gießform geöffnet wird, wobei die erforderlichen Bewegungen von der Entformungsvorrichtung ausgeführt werden. Die Erfindung betrifft aber auch eine dafür geeignete Vorrichtung, nämlich eine solche, die eine Mehrzahl von gleichartigen, einen Kern enthaltenden und aus zwei Formhälften beste henden Gießformen aufweist, die jeweils auf einem Formenträger befestigt und zum Durchlaufen einer Produktionsanlage vorgesehen sind, wobei eine allen Gießformen gemeinsame Entformungsvorrichtung in Wirkverbindung mit jeweils einer Gießform bringbar ist und Mittel zum Öffnen der Gießform aufweist.The invention relates to a method for producing hollow, foamed ten plastic parts, in which the plastic raw material contains a core pouring mold consisting of two mold halves and after After a reaction time the finished part is removed, several similar molds on mold carriers through a production plant run, a demolding device common to all molds brought into operative connection with the casting molds and one each Mold is opened, making the required movements from the Demolding device can be executed. But the invention also relates a suitable device, namely one that has a plurality of the same type, containing a core and best of two mold halves ing molds, each attached to a mold carrier and are provided for running through a production plant, one All molds common demolding device in operative connection with a mold can be brought and means for opening the mold having.
Für Kunststoffteile, die durch Schäumen hergestellt werden und beispiels weise aus Polyurethan bestehen, werden sowohl offene als auch geschlossene Gießformen benutzt.For plastic parts that are made by foaming and for example wise consist of polyurethane, both open and closed Casting molds used.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE-OS 20 42 779 bekannt. Dabei besteht jeweils die Gießform aus einer deckelförmigen oberen und einer behälterförmigen unteren Form hälfte sowie dem Formkern. Die Gießform wird im offenen Zustand gefüllt und danach geschlossen. Zum Herausnehmen des ausgehärteten Fertigteils müssen die obere Formhälfte und der Formkern vollständig entfernt werden, was einen erheblichen Arbeitsaufwand erfordert.Such a method and device are known from DE-OS 20 42 779. The mold is made in each case from a lid-shaped upper and a container-shaped lower shape half and the mandrel. The mold is filled in the open state and then closed. For removing the hardened finished part the upper mold half and the mold core must be completely removed, which requires a lot of work.
Auch beim ebenfalls zum Stand der Technik zählenden Gegenstand der DE 24 15 703 A1 erfolgt das Befüllen der Gießform, die allerdings keinen Formkern enthält, im offenen Zustand, wozu die deckelförmige obere Form hälfte aufgeklappt wird. Nach dem Füllen- und Verschließen der Gießform wird diese in eine Schräglage geschwenkt, um das Entweichen von Luftein schlüssen zu einer hochgelegenen Entlüftungsöffnung zu ermöglichen. Zur Entnahme des Fertigteils wird die Gießform wieder in die Horizontallage zurückgeschwenkt und die obere Formhälfte aufgeklappt. Auch dieser Ar beitsablauf führt zu einem hohen Herstellungsaufwand.Also in the subject of DE 24 15 703 A1, which also belongs to the prior art the mold is filled, but none The mold core contains, in the open state, the lid-shaped upper form half is opened. After filling and closing the mold it is swung into an inclined position to allow air to escape allow conclusions to a high ventilation opening. For When the finished part is removed, the mold is returned to the horizontal position swung back and the upper mold half opened. Also this ar workflow leads to high manufacturing costs.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, durch das bzw. durch die der Herstellungsaufwand verringert ist.The present invention has for its object a method and to provide a device of the type mentioned at the outset, through which the manufacturing effort is reduced.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffteilen erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. This task is carried out with regard to the process for producing foamed plastic parts according to the invention solved by the features of claim 1.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Gießform im geschlossenen Zustand und von unten gefüllt wird, wobei der Kern nach unten verjüngt ist. Dadurch steigt der Schaum in Einfüllströmungsrichtung auf, wodurch gleichmäßige Fertigteile entstehen. Die sich aufgrund der Schwerkraft ergebende größere Dichte im unteren Bereich der Gießform tritt vorteilhafterweise im Bereich des kleinsten Kerndurch messers auf, also dort, wo die Wandstärke des Fertigteiles am größten ist.According to an advantageous development of the invention, it is proposed that that the mold is filled in the closed state and from below, with the core tapering downwards. This causes the foam to rise Filling flow direction, which creates even finished parts. The resulting greater density in the lower area due to gravity the mold advantageously passes in the area of the smallest core knife, i.e. where the wall thickness of the finished part is greatest.
Im Hinblick auf einen einfachen Ablauf beim Öffnen der Gießform erweist es sich als günstig, wenn zum Entriegeln der Gießform diese entgegen Federkraft angehoben und eine formschlüssige Verriegelung außer Eingriff gebracht wird.Proved with a view to a simple process when opening the mold it is advantageous if the mold is unlocked to unlock it Spring force raised and a positive locking disengaged brought.
Die eingangs genannte Aufgabe wird im Hinblick auf die Vorrichtung zur Herstellung von geschäumten Kunststoffteilen erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 gelöst. The task mentioned at the outset is with regard to the device for Production of foamed plastic parts according to the invention solved by the features of claim 4.
Aus den oben bereits geschilderten Gründen ist es günstig, wenn die Gieß form im geschlossenen Zustand und von unten befüllbar ist und der Kern der Gießform nach unten verjüngt ist.For the reasons already described above, it is favorable if the casting form in the closed state and can be filled from below and the core the mold is tapered downwards.
Zweckmäßigerweise ist die Gießform federkraftbelastet gegen einen mit dem Formenträger verbundenen Gießformboden beaufschlagt und weist die Ent riegelungseinheit einen entgegen der Federkraft wirksamen, vorzugsweise als hydraulischer oder pneumatischer Zylinder ausgebildeten Bewegungserzeuger auf.The casting mold is expediently spring-loaded against one with the Mold carrier connected to the mold bottom and shows the Ent locking unit effective against the spring force, preferably as hydraulic or pneumatic cylinder trained movement generator on.
Ein besonders einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich durch eine Ausgestaltung, bei der die Gießform in abgesenkter Stellung selbsttätig formschlüssig verriegelt ist.A particularly simple construction of the device according to the invention results by a design in which the mold in the lowered position is automatically locked positively.
Hierbei besteht eine herstellungstechnisch und funktionell vorteilhafte Mög lichkeit zur formschlüssigen Verriegelung darin, daß eine mit der Gießform und der klappbaren Formhälfte durch Absenken der Gießform in Eingriff bringbare konische Nut im Boden des Formenträgers und ein Verriegelungs stift vorgesehen sind.Here there is a technically and functionally advantageous possibility Possibility of positive locking in that one with the mold and the foldable mold half by lowering the mold into engagement bringable conical groove in the bottom of the mold carrier and a locking pen are provided.
Ein einfacher und funktionssicherer Aufbau der Entformungsvorrichtung ergibt sich dadurch, daß die Schwenkeinheit einen vorzugsweise als hydrauli scher oder pneumatischer Zylinder ausgebildeten Bewegungserzeuger aufweist.A simple and reliable construction of the demolding device results from the fact that the swivel unit is preferably a hydraulic shear or pneumatic cylinder trained movement generator.
Ebenfalls günstig wirkt sich eine Weiterbildung aus, gemäß der die Positio niereinheit eine Linearführung aufweist, mit einem Führungselement und einem beweglichen Führungsschlitten, an dem die Entriegelungseinheit sowie die Schwenkeinheit befestigt sind und der durch einen vorzugsweise als hydraulischer oder pneumatischer Zylinder ausgebildeten Bewegungserzeuger relativ zu dem Führungselement längsbeweglich ist. Further training is also beneficial, according to which the position kidney unit has a linear guide, with a guide element and a movable guide carriage on which the unlocking unit and the swivel unit are attached and preferably by a hydraulic or pneumatic cylinder trained movement generator is longitudinally movable relative to the guide element.
Die Entriegelungseinheit läßt sich gemäß einer Ausgestaltung der erfindungs gemäßen Vorrichtung leicht dadurch in Wirkverbindung mit der Gießform bringen, daß die Entriegelungseinheit eine Klauenkupplung aufweist, die durch das Bewegen des Führungsschlittens in Eingriff mit einem an der Gießform befestigten Bügel bringbar ist.The unlocking unit can be according to an embodiment of the Invention modern device easily thereby in operative connection with the casting mold bring that the unlocking unit has a dog clutch, the by moving the guide carriage into engagement with one on the Mold attached bracket can be brought.
Die Entformungsvorrichtung arbeitet zweckmäßigerweise automatisch, was dadurch auf einfache Weise ermöglicht wird, daß die Bewegungserzeuger an eine programmierbare Steuereinheit angeschlossen sind.The demolding device expediently works automatically what this is made possible in a simple manner that the movement generator on a programmable control unit are connected.
Die Gießformen sind vorteilhafterweise auf einer Bandanlage montiert. Eine solche Bandanlage kann wesentlich mehr Gießformen aufnehmen als bei spielsweise ein Werkzeug-Rundtisch.The casting molds are advantageously mounted on a belt system. A such a belt system can accommodate much more molds than at for example a rotary tool table.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung enthält die Bandanlage eine thermische Behandlungsanlage. Die Gießformen werden durch die thermische Behandlungsanlage geschleust. Dies war bei Formenträgern mit integrierten Antrieben zum Entformen nicht möglich. Vielmehr mußte dort jede Gieß form separat beheizt werden.According to an expedient development, the belt system contains one thermal treatment plant. The molds are made by the thermal Treatment plant smuggled. This was the case with mold carriers with integrated Drives for demoulding not possible. Rather, every pour had to be there mold are heated separately.
Die Erfindung wird anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is based on the in the schematic figures illustrated embodiment explained. It shows
Fig. 1 eine Seitenansicht einer geöffneten Gießform zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffteiles, Fig. 1 is a side view of an opened mold for producing a foamed plastic part,
Fig. 2 ein Prinzipschema einer Produktionsanlage und Fig. 2 is a schematic diagram of a production plant and
Fig. 3 ein Prinzipschema einer Entformungsvorrichtung. Fig. 3 is a schematic diagram of a demolding device.
In der Darstellung einer Gießform 1 gemäß Fig. 1 ist eine aufklappbare Formhälfte entfernt und somit die Gießform 1 im geöffneten Zustand gezeigt. Die Gießform 1 ist nach unten durch einen Gießformboden 2 abgeschlossen, der zum Entformen des Fertigteiles entfernbar ist. Dies geschieht - wie noch näher zu erläutern sein wird - dadurch, daß die Gießform 1 angehoben wird. Im Inneren der Gießform 1 ist ein sich nach unten verjüngender Kern 3 angeordnet, so daß die Wandstärke des in der Gießform herzustellenden hohlen Fertigteiles in der Figur nach unten zunimmt. Die dargestellte Gießform 1 dient der Herstellung von geschäumten Polyurethan-Federelementen.In the illustration of a casting mold 1 according to FIG. 1, a hinged mold half is removed and the casting mold 1 is thus shown in the open state. The casting mold 1 is closed at the bottom by a casting mold base 2 , which can be removed for demolding the finished part. This is done - as will be explained in more detail - by lifting the casting mold 1 . In the interior of the casting mold 1 , a downwardly tapering core 3 is arranged so that the wall thickness of the hollow finished part to be produced in the casting mold increases downwards in the figure. The mold 1 shown is used to produce foamed polyurethane spring elements.
In der in Fig. 2 schematisch dargestellten Produktionsanlage sind mehrere Gießformen 1 der Reihe nach auf einer Bandanlage 4 montiert. Hierbei sind die Gießformen 1 auf Formenträgern 5 befestigt und werden durch ein Förderband 6 durch die Produktionsanlage geschleust.In the production plant shown schematically in FIG. 2, several casting molds 1 are mounted in sequence on a belt plant 4 . Here, the casting molds 1 are fastened on mold carriers 5 and are conveyed through the production system by a conveyor belt 6 .
Die geschlossenen Gießformen 1 gelangen nacheinander zunächst zu einer Reaktionsgießmaschine 7 und werden dort von unten mit Kunststoff rohmasse gefüllt. Hierbei fährt ein Hochdruck- oder Niederdruckmisch kopf 8 an die Gießform heran und füllt diese von unten bzw. von unten seitlich. Eine Haltevorrichtung 9 sorgt für die beim Füllen erforderliche Standfestigkeit der Gießform 1. Nach dem Füllen fährt der Mischkopf 8 zurück und die Haltevorrichtung 9 gibt die Gießform 1 frei.The closed molds 1 successively first arrive at a reaction casting machine 7 and are filled there with plastic raw material from below. Here, a high-pressure or low-pressure mixing head 8 approaches the mold and fills it from below or from the side to the side. A holding device 9 ensures the stability of the casting mold 1 required during filling. After filling, the mixing head 8 moves back and the holding device 9 releases the casting mold 1 .
Die Gießform 1 wird weiterhin geschlossen gehalten und durchwandert eine thermische Behandlungsanlage 10. Anschließend erreicht die Gieß form 1 eine Entformungsstelle, an der eine für alle Gießformen der Produktionsanlage gemeinsame Entformungsvorrichtung 11 in Eingriff mit der Gießform 1 gebracht wird. Hierbei wird die Gießform 1 in einer noch zu beschreibenden Weise geöffnet und das Fertigteil seitlich nach unten von einer Handhabungsvorrichtung 12 entnommen und auf einer Teilablage 13 abgelegt. Im Anschluß erreicht die wieder geschlossene Gießform 1 eine Trennmittelvorrichtung 14, woraufhin ein Rückführen zur Reaktionsgießmaschine 7 und ein erneutes Befüllen erfolgt.The casting mold 1 is still kept closed and passes through a thermal treatment system 10 . Subsequently, the casting mold 1 reaches a Entformungsstelle where a is common to all molds of the production plant demolding apparatus 11 is brought into engagement with the mold. 1 Here, the casting mold 1 is opened in a manner to be described and the finished part is removed laterally downwards by a handling device 12 and placed on a partial shelf 13 . The closed mold 1 then reaches a release agent device 14 , whereupon it is returned to the reaction casting machine 7 and refilled.
Der Vorgang des Entformens sei anhand der Darstellung nach Fig. 3
näher erläutert:
Die Gießform 1 ist mittels einer oder mehrerer; in der dargestellten
Ausführung als Zugfedern ausgebildeten Federn 15 in vertikaler Richtung
nach unten beaufschlagt, d. h. in Richtung zum Gießformboden 2 (in der
Figur nicht dargestellt), der an dem Formenträger 5 befestigt ist. Die
Gießform 1 und die aufklappbare Formenhälfte 1a werden im abgesenk
ten Zustand durch die Feder(n) 15 in Zusammenwirkung mit einer
konischen Nut 5a im Fußteil des Formenträgers 5 geschlossen gehalten,
wobei gleichzeitig der Gießformboden zur Anlage kommt und metallisch
dichtet. Die Gießform 1 ist somit in abgesenkter Stellung selbsttätig
formschlüssig verriegelt.The process of demolding will be explained in more detail using the illustration according to FIG. 3:
The casting mold 1 is by means of one or more; In the illustrated embodiment, springs 15 designed as tension springs are acted upon downwards in the vertical direction, ie in the direction of the mold base 2 (not shown in the figure), which is fastened to the mold carrier 5 . The casting mold 1 and the hinged mold half 1 a are kept closed in the lowered state by the spring (s) 15 in cooperation with a conical groove 5 a in the foot part of the mold carrier 5 , the mold bottom also coming into contact and having a metallic seal. The casting mold 1 is thus automatically positively locked in the lowered position.
Zusätzlich ist in diesem Ausführungsbeispiel ein einstellbarer Verriege lungsstift 17 vorgesehen, der am Formenträger 5 befestigt ist und im Eingriff steht mit einem Keil 18 der aufklappbaren Formhälfte 1a. In addition, an adjustable locking pin 17 is provided in this embodiment, which is attached to the mold carrier 5 and is in engagement with a wedge 18 of the hinged mold half 1 a.
Vorzugsweise sind zwei solcher Verriegelungsstifte 17 beiderseits der Gießform 1 vorgesehen, d. h. zusätzlich zu dem in der Figur dargestell ten Verriegelungsstift 17 ist ein weiterer Keil 18 hinter der Zeichenebene angeordnet.Preferably, two such locking pins 17 are provided on both sides of the mold 1 , ie in addition to the locking pin 17 shown in the figure, a further wedge 18 is arranged behind the plane of the drawing.
Die Entformungsvorrichtung 11 weist eine Entriegelungseinheit 19 und eine Schwenkeinheit 20 auf, die beide durch eine Positioniereinheit 21 in Eingriff mit der Gießform 1 gebracht werden. Die Positioniereinheit 21 ist mit einer Linearführung 22 versehen, die aus einem Führungselement 22a und einem beweglichen Führungsschlitten 22b besteht. An dem Führungsschlitten 22b der Linearführung 22 sind die Entriegelungseinheit 19 und die Schwenkeinheit 20 befestigt. Beim Ausfahren des Führungs schlittens 22b aus der Ruheposition kommt eine mit der Entriegelungs einheit 19 verbundene Klauenkupplung 23 in Eingriff mit einem Bügel 24, der mit der Gießform 1 verbunden ist. Gleichzeitig kommt die Schwenkeinheit 20 in Eingriff mit einem Öffnungsmechanismus der Gießform 1a, was in Fig. 3 schematisch durch eine Zahnstangen-Zahnrad- Verbindung dargestellt ist. Die Positioniereinheit 21 positioniert nicht nur die Entriegelungseinheit 19 und die Schwenkeinheit 20, sondern überträgt auch alle Kräfte auf ein Gestell 25, das am Boden oder an der Band anlage 4 verankert ist.The demolding device 11 has an unlocking unit 19 and a swivel unit 20 , both of which are brought into engagement with the casting mold 1 by a positioning unit 21 . The positioning unit 21 is provided with a linear guide 22 , which consists of a guide element 22 a and a movable guide carriage 22 b. The unlocking unit 19 and the swivel unit 20 are fastened to the guide carriage 22 b of the linear guide 22 . When extending the guide carriage 22 b from the rest position, a claw coupling 23 connected to the unlocking unit 19 comes into engagement with a bracket 24 which is connected to the casting mold 1 . At the same time, the swivel unit 20 comes into engagement with an opening mechanism of the mold 1 a, which is shown schematically in FIG. 3 by a rack and pinion connection. The positioning unit 21 not only positions the unlocking unit 19 and the swivel unit 20 , but also transmits all forces to a frame 25 which is anchored to the floor or to the conveyor system 4 .
Die Gießform 1 wird entgegen der Zuhaltekraft durch die Entriegelungs einheit 19 vom Formboden 2 angehoben, wobei die Klauenkupplung 23 die Kraft überträgt. Dadurch wird selbsttätig die formschlüssige Ver riegelung gelöst, da die Gießform 1 und die klappbare Formhälfte 1a aus der konischen Nut 5a und dem Verriegelungsstift 17 herausgehoben werden. Die Formhälfte 1a wird durch die Schwenkeinheit 20 um ca. 90 Grad weggeklappt (strichpunktiert dargestellt), wobei gleichzeitig der Kern 3 aus der Gießform 1 seitlich herausgeschwenkt wird. Das Fertigteil kann nun seitlich nach unten abgezogen werden. Da sich der größte Kern durchmesser am oberen Ende der Gießform 1 befindet, läßt sich das Fertigteil leicht entformen. Eine Kernentnahme ist beim Entfernen des Fertigteils aus der Gießform 1 nicht erforderlich.The casting mold 1 is raised against the locking force by the unlocking unit 19 from the mold base 2 , the claw coupling 23 transmitting the force. As a result, the positive locking Ver is released automatically, since the mold 1 and the foldable mold half 1 a are lifted out of the conical groove 5 a and the locking pin 17 . The mold half 1 a is folded away by the pivoting unit 20 by approximately 90 degrees (shown in dash-dot lines), the core 3 being pivoted out of the mold 1 laterally at the same time. The finished part can now be pulled down to the side. Since the largest core diameter is at the upper end of the mold 1 , the finished part can be easily removed from the mold. A core removal is not necessary when removing the finished part from the mold 1 .
Die Entformungsvorrichtung 11 hat somit die drei Funktionen Positionie ren, Heben und Schwenken und führt sämtliche zum Öffnen der Gieß form 1 erforderlichen Bewegungen aus, während der Formenträger 5, auf dem die Gießform befestigt ist, eine rein statische Funktion ausübt.The demolding device 11 thus has the three functions Positionie ren, lifting and pivoting and performs all the movements required to open the mold 1 , while the mold carrier 5 , on which the mold is attached, performs a purely static function.
Sowohl die Positioniereinheit 21 als auch die Entriegelungseinheit 19 und die Schwenkeinheit 20 sind mit Bewegungserzeugern 26 ausgestattet, die als hydraulische oder pneumatische Zylinder ausgebildet und an eine in den Figuren nicht dargestellte programmierbare Steuereinheit angeschlos sen sind, die vorzugsweise auch mit den anderen Komponenten der Bandanlage 4 in Verbindung steht, um ein taktweises bzw. kontinuierli ches Arbeiten zu ermöglichen.Both the positioning unit 21 and the unlocking unit 19 and the swivel unit 20 are equipped with movement generators 26 which are designed as hydraulic or pneumatic cylinders and are connected to a programmable control unit (not shown in the figures), which are preferably also connected to the other components of the conveyor system 4 is connected in order to enable intermittent or continuous work.
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